前天下午抽空出去買咖啡續(xù)命，在咖啡館里遇到了一個(gè)有點(diǎn)中二、又有點(diǎn)讓人覺得好棒的東西 —— 魔法陣無線充電器！掏出我的 iPhone8 ，激動(dòng)的把手機(jī)放上去后，心想這還是第一次給它開光...念過一句「以電系魔法師的契約，注入能量」！光路沿著復(fù)古魔法陣走一遍，等整個(gè)魔法陣發(fā)出耀眼光芒時(shí)，手機(jī)就開始充電了！（啊！眼睛，我的眼睛?。?/span>

不用解開老是纏繞的線纜，也不用糾結(jié)充電頭接觸不良，手機(jī)一擱置就能充電，是不是聽起來超級(jí)棒棒？！

作為一個(gè)科普博主，總是在這種時(shí)候要被迫面對(duì)朋友充滿求知欲的眼神：「為什么沒有線也可以充電？」好在我尚存的電磁學(xué)知識(shí)在此時(shí)勉強(qiáng)維護(hù)了我的尊嚴(yán)「這是利用了電磁感應(yīng)原理，手機(jī)感應(yīng)到了充電板的變化磁場(chǎng)，因此生了電流進(jìn)行充電...」晚上回去查了查資料，發(fā)現(xiàn)這個(gè)偽裝成魔法陣無線充電器，其實(shí)就是用的「電磁感應(yīng)」的原理，技術(shù)較為成熟，電路也十分簡(jiǎn)單~真的簡(jiǎn)單?。砜粗圃煸戆?！

電磁感應(yīng)

我知道說到這里可能會(huì)有小可愛問...你在說啥？！電磁感應(yīng)是什么鬼??？？不要慌！我們先回顧一下以前的物理知識(shí)！手把手帶教！今天一定能搞懂！

中學(xué)的時(shí)候，我們學(xué)過「法拉第電磁感應(yīng)」，是說：磁通量的變化會(huì)有電流的產(chǎn)生。比如閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電流，看上圖，簡(jiǎn)單說就是磁生電。而反過來，電也是可以生磁的！

電磁感應(yīng)充電

我們用的市電其實(shí)是 220V/50Hz 的交流電。充電板插上電源后，初級(jí)線圈上通過這樣以一定頻率改變電流的交流電，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng)。

次級(jí)線圈感受到不斷變化的磁場(chǎng)，也就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流電流，通過整流之后就變成直流電向電子設(shè)備的電池充電，也就將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端了。當(dāng)然在這個(gè)過程中，能量損耗是比有線充電要大一些，畢竟有中間商賺差價(jià)...

最重要的知識(shí)點(diǎn)，就是上面這兩段了，如果第一次沒看到，再看第二遍就可以了！如果還是沒看懂，那我們繼續(xù)往下走，直接看實(shí)物演示。

手機(jī)充電

上面找到的是電動(dòng)牙刷的充電，我們把這個(gè)應(yīng)用到手機(jī)上作為說明。首先我們來介紹一下無線充電的發(fā)送端 —— 充電板，和接收端 —— 手機(jī)。在充電板的內(nèi)部和手機(jī)的背部呢，是分別有一個(gè)線圈的，發(fā)送端的「初級(jí)線圈」在充電板上，接收端的「次級(jí)線圈」就在手機(jī)上。

錯(cuò)誤演示

這兩個(gè)線圈需要手機(jī)的背部靠近充電板的上部，以正確的方式進(jìn)行充電，像下面這么隨意放，是沒法正常充電的，離得太遠(yuǎn)了，「隔空取電」也要遵守物理規(guī)則啊喂！

正確演示

充電板插上電源后，電路其實(shí)一直處于待機(jī)的狀態(tài)。當(dāng)把手機(jī)放在充電板上后，充電板受到壓力（這是非常簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)了）就會(huì)喚醒電路，充電板上的線圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不斷變化的磁場(chǎng)，而手機(jī)背面的線圈，就會(huì)感應(yīng)到磁場(chǎng)的變化，就...產(chǎn)生了電流！這兩個(gè)電流的方向則是相反的。

要守規(guī)矩

用過這種無線充電板的小可愛可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)無線充電還是比較受限制的...你插著線還能邊充邊玩兒，無線充的時(shí)候，可就沒辦法把玩了。因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)充電的傳輸距離短，只能在 10mm 以內(nèi)傳輸能量，而且還受到挺大的擺放位置影響的。

所以你躺著的時(shí)候，用無線充電就不能再像以前插線一樣隨心所欲地...玩游戲、看視頻、聊天了。（再次聲明！這個(gè)是靈魂手繪躺著玩手機(jī)，不是蹲坑...）

教練...我想無線充

可能有的小可愛會(huì)問，為什么我的手機(jī)不支持無線充電？這是因?yàn)?，你的手機(jī)可能還沒有通過 Qi 無線充電協(xié)議的認(rèn)證（類似于藍(lán)牙一樣的協(xié)議)。

蘋果、三星、華為等新出的手機(jī)都已經(jīng)加入了 Qi 豪華餐，拆開來看，背后會(huì)有這么一個(gè)多匝的線圈...（如果你是蘋果用戶，你就看你的手機(jī)背面是不是玻璃的，自從這一代改版后，就已經(jīng)可以用了，之前的鋁合金是萬萬不能的...）

而沒有加入這個(gè)認(rèn)證的怎么辦？沒關(guān)系！我們可以有擴(kuò)展模塊的！把這個(gè) Qi 無線充電接收端模塊連接到充電口上，那么電流就能沿著線圈，再?zèng)_入到手機(jī)的電池里啦~是不是非常的多此一舉...

等等！話還沒說完

《三體 · 黑暗森林》里羅輯醒來時(shí)，發(fā)現(xiàn)飛車沒有用燃油或電池，還以為人類已經(jīng)發(fā)明了永動(dòng)機(jī)...其實(shí)是把無線電波傳輸技術(shù)完全應(yīng)用了，在一定的空間范圍形成供電場(chǎng)，這個(gè)范圍內(nèi)的任何用電設(shè)備都可以用天線或電磁共振線圈來接收電能。

講這個(gè)故事的意思是，想隨心所欲的玩手機(jī)的小可愛們別急！現(xiàn)在廣泛應(yīng)用多的無線充電技術(shù)是比較初級(jí)的，而「走進(jìn)一家咖啡館就手機(jī)自動(dòng)充著電了」其實(shí)已經(jīng)發(fā)明了，只是到商業(yè)化的大規(guī)模應(yīng)用還需要一些時(shí)間啦~

校對(duì)：Cast 江小喪

文中 Gif 截取自 YouTube 博主Tech insider 的《Everything Wrong With Wireless Chargers | Untangled》、technigeek 的《How it works - Wireless charger》、kandan84 的《How Wireless Energy Transfer Works》、DD ElectroTech 的 《Turn any Phone into Wireless Charging Phone》